现代高层建筑结构设计（上下册），ISBN：9787030074980，作者：赵西安编著
《现代高层建筑结构设计》（上、下册） 一、 上册：理论基础与关键技术 本书上册深入剖析现代高层建筑结构设计所必需的理论基础与核心技术，为读者构建坚实的知识框架。 第一部分：理论基石 高层建筑结构体系演变与发展趋势： 回顾历史，分析不同时期高层建筑结构形式的演变，从早期的砌体结构、钢筋混凝土结构，到现今的筒体结构、巨型结构、框架-剪力墙结构等，深入探讨各类结构的优劣势，并展望未来可能的新型结构体系。 荷载与作用的精准评估： 详细阐述作用在高层建筑上的各类荷载，包括恒荷载、活荷载、风荷载、地震作用、温度作用、收缩徐变等。重点讲解如何根据国家及国际规范，对这些作用进行精确计算和组合，确保结构设计的安全性。特别关注风荷载和地震作用对高层建筑动力特性的影响，以及相应的评估方法。 材料力学与结构力学在高层建筑中的应用： 复习并深化材料力学与结构力学在分析高层建筑结构行为中的关键概念。涵盖应力、应变、弹性模量、泊松比等基本概念，以及梁、柱、板、剪力墙等构件的受力分析。重点介绍杆系有限元法、薄壳有限元法等数值分析方法在高层建筑结构分析中的应用，解析如何通过计算机模拟来预测结构的整体受力状态和变形。 弹性与弹塑性力学理论： 深入探讨材料在不同应力水平下的力学响应。讲解弹性力学的基本假设与方程，以及在结构设计中的应用。同时，引入弹塑性力学概念，分析材料在超出弹性极限后的行为，这对高层建筑在极端荷载作用下的抗震性能分析至关重要。 第二部分：关键技术解析 高层建筑结构体系选择与优化： 介绍不同高层建筑结构体系的构成原理、适用范围及设计要点。包括剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构（单筒、双筒、筒中筒）、巨型结构（巨型柱、巨型桁架、巨型框架）、外框筒结构、斜交外框筒结构等。强调如何根据建筑功能、场地条件、经济性、美观性等因素，综合权衡选择最合适的结构体系，并对所选体系进行初步优化。 抗侧力体系设计： 详细讲解高层建筑抵抗水平力（风、地震）的关键结构体系。重点分析剪力墙的布置原则、截面设计、配筋要求；框架梁柱的延性设计；核心筒的设计理念与构造措施；巨型结构体系的传力机制与节点设计。阐述如何通过刚度协调、传力路径优化等手段，提高结构的整体抗侧刚度和承载能力。 基础与地基相互作用： 探讨高层建筑基础设计的重要性。介绍桩基础、筏板基础、箱型基础等常见类型，以及它们在高层建筑中的适用性。重点分析基础与地基的相互作用，包括地基承载力、沉降计算，以及基础埋深、桩长、桩径等参数的确定。强调桩基承台的设计，以及抗拔桩、抗剪桩的设计原则。 构件设计与连接详图： 深入讲解高层建筑中关键构件（梁、柱、剪力墙、楼板）的详细设计。包括混凝土构件的配筋计算、截面构造要求，钢结构构件的型号选择、连接方式设计。特别强调梁柱节点、剪力墙连接、楼板与墙体连接等关键部位的设计，以确保结构整体的协同工作能力和传力可靠性。 结构变形与裂缝控制： 分析高层建筑可能出现的变形（侧移、沉降、振动）及其对使用功能和结构安全的影响。介绍如何通过结构体系选择、构件刚度调整、阻尼措施等方法来控制结构的变形。同时，详细讲解混凝土结构裂缝的成因、预测与控制方法，以及钢结构连接的疲劳设计。 二、 下册：深化设计与实践应用 本书下册聚焦于高层建筑结构设计的深化环节，以及在实际工程中的应用与挑战，旨在提升读者的实践能力和解决复杂问题的能力。 第一部分：深化设计方法 动力分析与抗震设计： 深入研究高层建筑的动力特性，包括自振周期、振型、阻尼比的确定。详细讲解地震波的特性及其对结构的影响。重点介绍反应谱法、时程分析法等抗震设计方法，以及如何根据场地地震类别、结构重要性等因素，确定相应的抗震设防烈度。阐述液压阻尼器、金属阻尼器、粘滞阻尼器等消能减震技术在高层建筑中的应用原理和设计要点。 风荷载影响与风工程： 详细分析风对高层建筑的动态影响，包括风压分布、风致振动、风致涡激振动、风致颤振等。介绍风洞试验在高层建筑风荷载研究中的作用。讲解如何根据风速、地形、建筑物形状等因素，精确计算风荷载，并采取相应的结构措施（如改变体型、设置阻尼装置、加强结构连接）来减小风致效应。 非线性分析与性能化设计： 引入结构分析的非线性理论，探讨材料非线性和几何非线性在高层建筑中的影响。重点介绍性能化设计理念，即超越传统的基于等效静力法的强度设计，转向关注结构在不同地震水平下的性能目标（如可修复性、损伤控制）。阐述 pushover 分析、动力弹塑性时程分析等数值方法在性能化设计中的应用。 振动控制技术： 针对高层建筑可能出现的舒适性振动问题，介绍各种振动控制技术。包括调谐质量阻尼器（TMD）、液体质量阻尼器（LMD）的设计与应用，以及主动控制、半主动控制等先进振动控制策略。 结构健康监测与评估： 探讨在高层建筑结构设计阶段就预留健康监测系统的必要性。介绍常用的结构健康监测技术，如应变片、加速度计、位移传感器、GPS 等。分析监测数据在结构性能评估、损伤识别、寿命预测等方面的应用，为结构的长期安全运营提供保障。 第二部分：实践应用与前沿技术 高层建筑设计软件应用： 介绍当前主流的高层建筑结构设计软件，如 ETABS, SAP2000, MIDAS Gen, PKPM 等。讲解这些软件在荷载输入、模型建立、结构分析、构件设计、结果输出等方面的基本操作。强调如何正确理解软件输出结果，避免盲目依赖，并结合实际工程经验进行判断。 钢-混凝土组合结构设计： 深入探讨钢-混凝土组合结构在高层建筑中的应用优势。介绍组合梁、组合柱、组合墙等构件的设计原理与连接构造。重点分析钢-混凝土组合结构在提高承载力、延性、抗火性能等方面的特点，以及在超高层建筑中的应用潜力。 装配式高层建筑结构： 关注装配式结构在发展趋势中的地位。介绍预制构件（梁、柱、墙板、楼板）的设计、制造、运输和安装技术。探讨装配式高层建筑结构的连接节点设计，以及如何保证装配整体的协同工作和整体性。 智能化与绿色化设计理念： 结合 BIM (Building Information Modeling) 技术，探讨高层建筑结构设计的智能化。介绍 BIM 在协同设计、冲突检测、工程量统计、施工模拟等方面的应用。同时，关注绿色建材、节能减排、可持续发展等理念在高层建筑结构设计中的体现，例如轻质高强材料的应用、优化结构体系以减少材料用量等。 复杂高层建筑工程实例分析： 选取国内外经典的复杂高层建筑工程案例，如超高层综合体、大跨度结构、异形结构等。对这些案例的结构体系选择、关键技术应用、荷载分析、抗震设计、减震措施等方面进行深入剖析。通过实际工程的检验，加深读者对理论知识的理解，并学习解决复杂工程问题的思路和方法。 本书旨在为结构工程师、建筑师、工程技术人员以及相关专业的学生提供一套系统、深入、实用的高层建筑结构设计知识体系。通过理论与实践相结合，帮助读者掌握现代高层建筑结构设计的最新理论、技术和方法，应对复杂多变的工程挑战，创造安全、经济、高效、美观的城市天际线。
